卧式车床的设计与研究

王闰+王子鹏

摘 要：国内信息和技术不断发展，企业间的竞争关系也在不断提升，为了可以使自己企业的竞争力加大，就会提高对设备的加工要求，传统车床的加工效率会影响企业的生产力，所以车床的设计和研究变得十分重要，卧式车床的总体设计、主参数的研究、传动系统的优化，会使机床本身上一个层次，在增加一些新型设计理念，提高它的等级。

关键词：总体设计；主参数；传动系统

1 总体设计

在卧式车床的设计上，打破传统机床的设计，增加CNC控制系统，使卧式车床实现数控控制，设计出数控卧式车床，数控车床的组成如图1。

卧式车床总体设计保证结构严谨可靠，操作方便，控制功能齐全，对于车床零件要设计精确，保证轴类、盘类，内外圆面型零件的加工效率，设计可以从以下几个方面着手：

（1）床身设计上采用水平，导轨在同一平面上，并对导轨做淬火处理。

（2）主轴箱内的主轴轴承采用高标准轴承，从主轴变形小，精度高方面考虑，保证主轴长期工作的稳定。

（3）设计四工位数控刀架，换位时间和换位精度要达到2～2.5s和0.003mm内。

（4）车床的床身采用半封闭的保护，要使冷却、排屑系统正常使用。

对于卧式车床的加工工艺范围的要求是，加工零件的范围包括圆柱面，螺纹以及内圆柱面，车床的整体采用钢及铸钢，加工零件的最大直径200mm，加工的规模设计为多种类小批量。

2 主参数

数控卧式车床的设计，因为加工规模为多种类小批量，所以设计的转速范围定为最大转速2000r/min，最小转速为150r/min。

车床加工刀具的选择上，选取高速钢作为车床的车刀，因为碳含量在0.75%左右的钢，综合性能较好，热稳定性强，可以制作各种复雜刀具，车刀的主要参数如表1。

3 传动系统

确定车床的公比为1.26，根据机床主传动设计原则，车床的传动比采用12=3x2x2的形式，在车床传动系统中，采用的是降速传动，而在设计中，保证中间传动轴的变速范围小，确定传动轴的数量为4，这4个传动轴是指变速箱内的主轴，不包括电动机主轴，最终确定卧式车床的主轴转速为12级，也就是III轴上有12级转速，这样前一轴II轴上有6级转速，最后I轴上有3级转速，这样数控卧式车床的主轴转速图可以绘制出来，有4条竖线，12条横线，如图3。

电动机主轴到0轴之间的传动方式有3种，平带传动、V带传动、同步带传动，根据以往设计手册和传动性能，使用的经济性，最终选择V带作为它们之间的传动方式。

在齿轮设计上，采用滑移齿轮结构，可以对车床的转速进行调节，在这些设计完成后需要对轴进行校核，使选取的材料和结构满足车床使用要求。

4 结束语

在设计卧式车床上，要根据原有的普通车床设计理念，增加一些设计元素，例如并联机构，它会使虚拟轴机床的加工效率提升，提高零件的加工质量，同时在整体零件上，降低加工成本，选用新型材料作为机床的零件，从机床的全方面去优化，向着高性能、高精度、高自动化的方向去发展，使卧式车床在未来的发展中占有一席之地。

参考文献

[1]何小柏.金属切削机床设计指导[M].高等教育出版社，1995.

[2]冯辛安.机械制造装备设计[M].机械工业出版社，1999.

[3]成大先.机械设计手册[M].化学工业出版社，1993.

[4]许香谷，肖诗刚.金属切削原理与刀具[M].大学出版社，1990.